PZM – Motoryzacja

Krzywe stałych

Krzywe stałych ge nanosi się na podstawie wartości uzyskiwanych z odpowiedniej liczby uprzednio sporządzonych charakterystyk obciążeniowych (opisanych dalej) dla różnych prędkości obrotowych silnika w zakresie od wartości najmniejszej do wartości znamionowej. Hiperbole stałej mocy użytecznej wyznacza się dla silników czterosuwowych z wzoru: przy czym dla silników dwusuwowych zamiast T = 2 podstawia się T = 1. Przyjmując dla danej krzywej określoną wartość Ne podstawia się do wzoru kolejno szereg wartości n i oblicza się odpowiadające im wartości pe. Jeżeli charakterystyka ogólna ma służyć do porównywania właściwości badanego silnika z właściwościami innych silników, to wówczas na wykresie zamiast krzywych stałej mocy nanosi się krzywe stałego objętościowego wskaźnika mocy, czyli mocy przypadającej na dm3 objętości skokowej silnika (w podanym wzorze podstawia się Vss = 1). Charakterystyka ogólna stanowi niejako plastyczną mapę, na której wyraźnie występują obszary ekonomicznej pracy silnika, co pozwala na łatwą analizę właściwości roboczych silnika w całym możliwym obszarze jego pracy.

Potrzeby charakterystyki

Zależnie od potrzeb charakterystyki ogólne są uzupełniane jeszcze innymi krzywymi. Charakterystyka biegu jałowego przedstawia wykreślnie zależność godzinowego zużycia paliwa od prędkości obrotowej silnika podczas pracy na biegu jałowym. Charakterystyka biegu jałowego służy do oceny pracy silnika na biegu jałowym, a sporządzenie takich charakterystyk dla różnych regulacji układu zasilania umożliwia uzyskanie najekonomiczniejszej regulacji z zachowaniem statecznej pracy silnika. Charakterystyka śrubowa przedstawia wykreślnie zależność wybranych wskaźników pracy silników okrętowych od ich prędkości obrotowej przy jednoczesnej zmianie obciążenia uwarunkowanej poborem mocy przez śrubę napędową. Charakterystyka śrubowa zawiera na ogół krzywe: godzinowego Ge i jednostkowego ge zużycia paliwa, średniego ciśnienia użytecznego pe, sprawności mechanicznej v\m oraz obliczoną krzywą poboru mocy użytecznej Ne. Praca silnika jest tym stateczniejsza, im bardziej stroma staje się krzywa M0 = f(ń) w miarę zmniejszania się prędkości obrotowej.

Charakterystyka śrubowa

Często na charakterystyce śrubowej są naniesione również inne krzywe na przykład: najwyższego ciśnienia spalania p_max> temperatury spalin tsp (jest to temperatura mierzona w przewodzie zbiorczym), ciśnienia ładowania pp, średniego ciśnienia indykowanego pi oraz innych wskaźników pracy silnika. Podczas zdejmowania charakterystyki śrubowej silnika okrętowego na stanowisku pomiarowym w hamowni wyznaczanie prędkości obrotowych dla poszczególnych obciążeń opiera się na założeniu, że moc pobierana przez śrubę okrętową zmienia się według paraboli trzeciego stopnia: Ne= C-n3[kW], gdzie stała C jest uzależniona od parametrów konstrukcyjnych śruby, prędkości statku i jego zanurzenia. Opierając się na wartościach znamionowych mocy użytecznej i prędkości obrotowej oraz na podanym równaniu, otrzymuje się dla charakterystyki śrubowej wzajemne relacje wartości Ne i n. Nowy silnik należy dostosować do stawianych mu wymagań dotyczących elastyczności i innych właściwości roboczych już podczas projektowania oraz w trakcie badań prototypu.

Filtr kabinowy
Praktycznie każdy samochód posiada w swoim wnętrzu różnego rodzaju nawiewy powietrza. Powietrze to nie bierze się oczywiście z nikąd, tylko jest zasysane z otoczenia. Z tego powodu na nawiewach w samochodzie stosuje się różnego rodzaju filtry kabinowe. Mają one różnorakie zadanie. Przede wszystkim oczyszczają powietrze z wszelkiego rodzaju kurzu i zanieczyszczeń. Niektóre filtry mogą np. pozbawiać powietrza w pewnym stopniu wilgoci, dzięki czemu szyby w naszym aucie nie będą parowały podczas deszczu. Wiele filtrów zostało pomyślanych specjalnie z myślą o alergikach i zatrzymują one wszelkiego rodzaju pyłki. Filtr paliwa, jak każdy inny filtr, ulega stopniowemu zapychaniu przed nieczystości. Jego całkowite zapchanie niesie ze sobą kilka ważnych skutków. Po pierwsze, zapchany filtr to znacznie mniejszy napływ do kabiny świeżego powietrza. Bardzo zabrudzony filtr to również doskonałe środowisko do rozwoju różnego rodzaju drobnoustrojów. Ich rozrost powoduje bardzo nieprzyjemny zapach, który wpada do kabiny razem z nawiewanym powietrzem. Filtry, które zmniejszają wilgotność również mają swoją pewną żywotność i w pewnym momencie po prostu nie będą w stanie przyjąć więcej wilgoci. Zaowocuje to zwiększonym parowaniem szyb. Dlatego właśnie tak ważne jest aby dbać o nasze filtry kabinowe i regularnie je wymieniać.

Filtr cząsteczek stałych
Filtr cząstek stałych jest montowany w samochodach z nowoczesnymi silnikami wysokoprężnymi. Skład oleju napędowego, używane przez silniki wysokoprężne, różni się znacznie od składu zwykłej benzyny. Jest on zdecydowanie bardziej zanieczyszczony różnego rodzaju pierwiastkami. Dlatego właśnie filtr cząstek stałych jest stosowany jako dodatek do standardowych katalizatorów. Oczyszcza on spaliny ze specyficznych cząstek, które osadzają się na powierzchni filtra. Co ciekawe filtr cząstek stałych posiada zdolność do samodzielnego oczyszczania się co znacznie wydłuża jego żywotność. W filtrze gromadzi się sadza, która może zostać wypalona przy odpowiedniej temperaturze całego filtru. Aby podnieść tę temperaturę od czasu do czasu w momencie rozprężania tłoków w cylindrach zostaje podana trochę większa ilość paliwa. Powoduje to ogólne podniesienie temperatury całego układu wydechowego a co za tym idzie wypalenie sadzy w filtrze. Uszkodzenie filtra dość łatwo zauważyć. Z naszej rury wydechowej zacznie się wydobywać znacznie ciemniejszy niż zwykle dym, taki jak w starych samochodach z silnikami wysokoprężnymi. Oznacza to, że najwyższy czas na jego wymianę.

Wymiana filtrów
Bardzo ważne jest, aby nie lekceważyć tych drobnych części jakimi są wszelkiego rodzaju filtry. Od ich dobrego stanu zależy bardzo wiele rzeczy. Zapewniają one lepszą pracę naszego silnika i dbają o jego jak największą czystość zwiększając tym samym jego ogólną żywotność. Filtry te odgrywają również ogromną rolę w ochronie naszego środowiska naturalnego, czyli między innymi zapewniają zdrowsze życie nam wszystkim. Oczyszczając spaliny powodują mniejszą emisję szkodliwych gazów do atmosfery. Chyba nikt z nas nie chce żyć w miastach z duszącym smogiem, a większość używa samochodów. Dlatego należy dbać również i o te filtry. Ostatnie rodzaje filtrów zapewniają nam samym lepszy komfort jazdy. Oczyszczają powietrze wpadające do kabiny z wszelkiego rodzaju kurzu i zanieczyszczeń. Osuszają je, dzięki czemu szyby w samochodzie nie parują się, powodując w ten sposób większe bezpieczeństwo kierowania samochodem. Każde auto posiada książeczkę, na której dokładnie wyszczególnione jest kiedy i jaki filtr należy wymienić. Nigdy nie powinniśmy o tym zapominać. Należy trzymać się ściśle zaleceń producenta samochodu.

Katalizator
Katalizatory montowane są w układzie wydechowym zazwyczaj dość blisko kolektora wydechowego. Katalizatory są montowane ze względu na coraz bardziej restrykcyjne prawo dotyczące czystości spalin samochodowych. Ich podstawowym zadaniem jest oczyszczanie spalin w celu zmniejszenia ilości szkodliwych składników, które się w nich znajdują. Początkowo na układzie wydechowym montowano tylko jeden katalizator. Wystarczał on do tego, aby sprostać wymaganiom prawa. Stale rosnące normy doprowadziły jednak do tego, że zaczyna się montować w pojazdach układy kilku katalizatorów zamiast standardowego jednego. Katalizator do prawidłowej pracy potrzebuje optymalnych warunków, które dobierane są dzięki danym przekazywanym przez sondę lambda. Stąd tendencja do montażu sondy zarówno przez jak i za katalizatorem. Sam proces oczyszczania spalin odbywa się na zasadzie reakcji wszelkich substancji występujących w spalinach z katalizatorem. Zużyty katalizator to nie tylko zwiększona emisja szkodliwych gazów do atmosfery. To również zwiększenie się zużycia paliwa. Z tego względu bardzo ważne jest dbanie o nasz katalizator. Z reguły katalizator powinien przetrwać naprawdę wiele, jednak zdarza się że ulega on przedwczesnemu zużyciu. Wymiana katalizatora to niestety dość kosztowna operacja.

Zastosowanie ogniwa wodorowego w samochodach
Istnieje koncepcja naukowa, mówiąca, że samochody przyszłości będą czerpać energię z czystych reakcji orchemicznych. Prototypowe modele zasilane są prądem, wygenerowanym z wodoru. Zamiast silnika spalinowego są trzy zbiorniki z wodorem, silnik elektryczny i 400 ogniw paliwowych. Najważniejszą częścią układu jest platynowa płytka, przyspieszająca reakcję chemiczną. W zetknięciu z nią, wodór ze zbiornika wchodzi w reakcję z tlenem atmosferycznym, w wyniku czego powstaje nieszkodliwa para wodna i prąd o mocy 93 KW, który napędza silnik elektryczny. Technologia taka była stosowana do napędu i podtrzymania energii statków kosmicznych. Teraz, należy zaadoptować ją do potrzeb motoryzacji. Problemem była ogromna ilość potrzebnej platyny, która niestety należy do bardzo drogich metali. Rdzeń ogniwa pokrywa się warstwami, cieńszymi od ludzkiego włosa. Dzięki ograniczeniu ilości metalu szlachetnego, zmniejszy się koszty całego systemu. Cala instalacja mieści się już w typowym samochodzie. Nadal są to jeszcze drogie pojazdy, ale z pewnością jest to recepta na przyszłość.

Zasoby ropy naftowej
Jeśli transport będzie się rozwijał w takim tempie jak dotychczas, to za kilkadziesiąt lat zatruje cały świat. Na świecie jest blisko miliard samochodów z silnikami spalinowymi. Zdaniem naukowców, musimy jak najszybciej wprowadzić technologie, które umożliwią pozyskiwanie czystej energii, aby zapobiec dalszym zmianom klimatu. Problemem jest uzależnienie transportu od ropy naftowej, która zatruwa środowisko. Potrzebny jest dobry pomyśl, który pomoże zastąpić ropę, zanim jej złoża ulegną wyczerpaniu. Światowe zużycie ropy sięga obecnie 80 baryłek ropy dziennie. Za około 50 lat zasoby ropy będą już znacznie uboższe i jeśli nie znajdziemy zamiennika, samochody najnormalniej staną, bo nie będzie paliwa, które by je napędzało. Zwykły użytkownik nie zastanawia się tak naprawdę skąd bierze się paliwo. Jedzie na stację benzynową, tankuje, płaci i odjeżdża; jeszcze na razie tak jest, ale mogą nadejść dni, kiedy paliwo to będzie na wagę złota, a jego zdobycie graniczyć będzie niemalże z cudem. Ktoś pomyśli, że świat zwariował, ale naprawdę ropa nie jest surowcem, który odnawia się przez 20 czy 50 lat.

Twardość

Mniejsza ścieralność żeliwa niż stopów lekkich jest wynikiem dużej twardości żeliwa w podwyższonych temperaturach oraz zawartości grafitu, który nadaje żeliwu właściwości samo-smarne i poprawia przyczepność oleju. Nie należy jednak zapominać, że zużycie korozyjne, w wyniku działania powstających podczas spalania mieszanin kwasów i skondensowanej pary wodnej, może być dla żeliwa znacznie większe niż dla stopów aluminium. Podana w tablicy w książce Niewiarowskiego ścieralność określa ilość materiału startego w jednakowych warunkach, przy czym jako jednostkę przyjęto ilość startego stopu eutektycznego Al-Si 12-Cu-Ni. Chociaż nie ma bezpośredniej zależności między twardością i wytrzymałością, to jednak na podstawie stosunkowo łatwego pomiaru twardości w różnych temperaturach można wyciągnąć istotne wnioski o wytrzymałości materiału w różnych temperaturach pracy. Twardość stopów aluminium po odlaniu lub odkuciu tłoka jest znacznie mniejsza niż twardość żeliwa, lecz może być zwiększona przez obróbkę cieplną.

Właściwości wytrzymałościowe

Właściwości wytrzymałościowe materiałów na tłoki określa się przy użyciu takich wielkości, jak: wytrzymałość na rozciąganie w różnych temperaturach, granica plastyczności, wydłużenie, moduł sprężystości lub wytrzymałość na zmęczenie powodowane zginaniem obukierunkowym. Wymienione właściwości stosowanych obecnie materiałów na tłoki podano w tablicy w książce Niewiarowskiego. Materiały, z których wykonuje się tłoki, można podzielić na cztery grupy: stopy aluminium, żeliwa, stopy magnezu i staliwa. Stopy aluminium w zastosowaniu na tłoki (podobnie jak stopy łożyskowe) powinny mieć strukturę złożoną z twardych składników rozmieszczonych równomiernie w miękkiej osnowie. Zależnie od składu chemicznego stopu składnikami twardymi są: związki Al-Cu, Al-Cu-Ni lub kryształki krzemu. Stopy te można podzielić na trzy zasadnicze grupy. Stopy Al-Cu reprezentowane przede wszystkim przez stopy Y oraz stopy Al-Si-Cu (np. stop LA 5) w porównaniu z innymi stopami aluminium odznaczają się większą, wytrzymałością w podwyższonych temperaturach i są dość rozpowszechnione.

Wnioski

Jednak ze względu na mniejszą odporność na ścieranie, a zwłaszcza większą rozszerzalność cieplną, stopy takie zostały w znacznym stopniu wyparte przez stopy Al-Si. Stopy eutektyczne zawierają ll-f-13% Si oraz małe dodatki Cu, Ni, Mg, Co, Cr,. Mn, Fe i innych metali, a zwłaszcza stopy nadeutektyczne np.: Al-Si-25-Cu-Ni. odznaczają się najmniejszą rozszerzalnością cieplną ze wszystkich stopów aluminium stosowanych na tłoki. Szczególnie korzystne jest oczywiście stosowanie stopów nadeutektycznych w silnikach dwusuwowych i przy chłodzeniu powietrzem (wysokie temperatury tłoka podczas pracy). Ogólnie biorąc stopy aluminium z uwagi na mały ciężar właściwy stanowią zasadniczy materiał na tłoki większości silników szybkoobrotowych. Ze względu na dużą przewodność cieplną (niższa temperatura tłoka w czasie pracy silnika) stopy te zostały wprowadzone do silników średnioobrotowych (okrętowych i kolejowych), zwłaszcza doładowanych, w których tłoki przejmują znaczną ilość ciepła od gorących spalin.

Ciężar właściwy

Tłok wraz ze sworzniem i pierścieniami stanowi największą z mas posuwisto-zwrotnych, które zwłaszcza przy dużych prędkościach obrotowych mają istotny wpływ na obciążenie łożysk i wymaganą wielkość przeciwciężarów, a tym samym i na masę całego silnika. Mały ciężar właściwy stopów aluminium zadecydował o szerokim ich zastosowaniu do wyrobu tłoków. Tłok żeliwny mimo cieńszych ścianek, na co pozwala duża wytrzymałość żeliwa w wysokich temperaturach, ma większą masę niż tłok ze stopu lekkiego. Na rysunku w książce Niewiarowskiego „Tłokowe silniki spalinowe” pokazano orientacyjną zależność mas tłoków od ich średnicy, uwarunkowaną zarówno ciężarem właściwym materiału, jak też i konstrukcją. Na wykresie tym naniesiono ponadto proste jednostkowej masy tłoka mt/D3 (m, – masa tłoka w kg, D – średnica cylindra w cm); jest to najlepszy wskaźnik masy do porównywania tłoków różnych wymiarów i kształtów. Wielkość D3 jest objętością walca V o średnicy D i długości równej całkowitej długości tłoka (co stanowi wartość średnią dla wielu tłoków).

Przewodność cieplna

Przewodność cieplna decyduje o temperaturze tłoka. Większemu współczynnikowi przewodności cieplnej odpowiadają niższe temperatury tłoka podczas pracy silnika. Między denkiem tłoka, a częścią prowadzącą występuje znaczny spadek temperatur, ponieważ pierścienie tłokowe odprowadzają na ścianki cylindra znaczną część ciepła przejmowanego przez denko. Rozszerzalność cieplna materiałów tłoka i cylindra ma istotny wpływ na luzy pomiędzy tymi elementami, przy czym należy uwzględnić cały zakres możliwych warunków pracy – od rozruchu silnika w niskiej temperaturze otoczenia aż do jego dopuszczalnego przeciążenia. Rozszerzalność cieplna stopów lekkich jest znacznie większa niż żeliwa. Stanowi to poważną wadę stopów lekkich, jednak przez odpowiednią konstrukcję tłoka niedogodność tę można w znacznym stopniu złagodzić, a nawet niemal całkowicie usunąć. Ścieralność stopów lekkich jest znacznie większa niż żeliwa. W stopach lekkich głównym składnikiem zmniejszającym ścieralność jest twardy krzem. Korzystny wpływ mają również małe dodatki miedzi, niklu i magnezu.

Zadania i warunki pracy

Tłok przekazuje siły wynikające z ciśnienia gazów za pośrednictwem korbowodu na wał silnika oraz prowadzi górną część korbowodu. W silnikach wodzikowych wymagane prowadzenie korbowodu zapewnia wodzik. Duże przyspieszenia tłoka w ruchu posuwisto-zwrotnym wywołują znaczne siły bezwładności. Poważne obciążenie spowodowane ciśnieniem gazów i siłami bezwładności, przy dużej prędkości ruchu i braku możliwości zapewnienia warunków tarcia płynnego, decyduje o wielkości pracy tarcia, a więc w pewnym stopniu i o zużyciu tłoka oraz gładzi cylindrowej. Zwykle w obliczeniach naprężeń w elementach układu korbowego silnika wolnobieżnego, wywołanych siłami ciśnienia gazów, nie uwzględnia się zmniejszającego te naprężenie oddziaływania sił bezwładności. W silnikach szybkobieżnych, w których mogą występować bardzo duże siły bezwładności, właściwy obraz obciążeń otrzymuje się obliczając poszczególne siły z uwzględnieniem i bez uwzględnienia sił bezwładności. Dotyczy to zwłaszcza silników pracujących ze zmiennymi prędkościami obrotowymi.

Materiały, półfabrykaty i obróbka cieplna

Warunki pracy tłoka w cylindrze są niekorzystne, ze względu na wysokie ciśnienie, temperaturę oraz prędkość. Wysokie temperatury pogarszają właściwości mechaniczne metalu, z którego wykonany jest tłok, a różnice lokalnych temperatur poszczególnych części lub powierzchni tłoka (zwłaszcza w dużych silnikach) powodują dodatkowo powstawanie wewnętrznych naprężeń cieplnych, które mogą wywoływać pęknięcia. Wskutek nagrzewania się lub ostygania tłoka zmieniają się jego wymiary, co może doprowadzić do naruszenia ustalonych luzów w miejscach współpracy z, innymi elementami i wywołać zatarcie tłoka w cylindrze (np. przy niewłaściwym doborze materiału) lub przegrzaniu tłoka w wyniku uszkodzenia układu chłodzenia. O wyborze materiału na tłoki decydują następujące jego właściwości: gęstość, przewodność i rozszerzalność cieplna, ścieralność, twardość oraz wytrzymałość na stałe i zmienne obciążenia w podwyższonych temperaturach. Istotne znaczenie ma również obrabialność i właściwości odlewnicze dla tłoków odlewanych.

Chłodzenie powietrzem

Komora wirowa silników chłodzonych powietrzem była wytwarzana przez szereg lat w dużych seriach. Komora ta ma kształt gruszki skierowanej częścią wydłużoną ku dołowi. W nowszych rozwiązaniach silników Deutz zamiast tłoków z płaskim denkiem zastosowano tłoki z wgłębieniami dającymi regularne zawirowania, podobnie jak w komorach wirowych COMET III. Kanał łączący ma swoje ujście do komory znajdującej się naprzeciw wtryskiwacza, dzięki czemu podczas rozruchu paliwo trafia do słabo chłodzonej strefy w przestrzeni nad tłokiem. Ze względu na to, że stop lekki głowicy nie powinien pracować w wysokich temperaturach, komora wirowa wraz z kanałem łączącym oraz obsadami wtryskiwacza i świecy żarowej jest wykonana ze stali i zalana w głowicy. Rozwiązanie dotyczy silnika dwusuwowego, w którym można było umieścić wylot kanału łączącego w osi cylindra, co zapewniło bardziej równomierne obciążenie cieplne tłoka.

Rozwiązania specjalne

Oprócz opisanych tu komór wirowych, które można uważać w mniejszym lub większym stopniu za rozwiązania klasyczne, są również stosowane komory o specjalnej budowie, które opracowano w celu uzyskania wymaganych właściwości silników, wynikających najczęściej z ich przeznaczenia. Do najbardziej znanych rozwiązań specjalnych należy komora typu Perkins, mająca pewne cechy wtrysku bezpośredniego. Właściwa komora wirowa jest połączona z przestrzenią nad tłokiem oryginalnie ukształtowanym kanałem o dużym przekroju. Istotną rolę odgrywa sposób wbudowania wtryskiwacza zaopatrzonego w niesymetryczny rozpylacz dwuotworkowy. Paliwo wtryskiwane skośnym strumieniem dzięki sprzyjającym warunkom (przepływ w przeciwprądzie z najsilniej nagrzanymi ilościami sprężonego powietrza) szybko rozdrabnia się i paruje, co powoduje szybki samozapłon, nawet podczas rozruchu zimnego silnika w niskich temperaturach otoczenia. Płomień powstały w kanale łączącym zapala główną dawkę wtryskiwaną do komory wirowej i wymieszaną z powietrzem dzięki intensywnemu ruchowi wirowemu, podobnie jak, w innych rozwiązaniach.

Działanie

Napięcie mierzone Um i kompensujące Uk są odejmowane we wzmacniaczu operacyjnym. Drut pomiarowy powinien być osłonięty przed bryzgami paliwa. Korekcję liniowości wskaźnika wykonuje się zmieniając długość drutu oporowego zanurzonego w poszczególnych strefach zbiornika. Cienkowarstwowe foliowe czujniki elektrotermiczne produkowane są na automatycznych liniach produkcyjnych. Wynikająca z zasady działania duża swoboda w doborze ilości wartości rezystorów umożliwia łatwą linearyzację wskazań nawet dla bardzo skomplikowanych kształtów zbiornika paliwa oraz współpracę z układami cyfrowymi. Dokładność pomiaru zwłaszcza w zakresie małych ilości paliwa jest znacznie większa niż w przypadku innych typów czujników – ważne przy współpracy z kalkulatorem pokładowym obliczającym przewidywany zasięg do wyczerpania zapasu paliwa. Czujniki elektrotermiczne nadają się również do pomiaru poziomu innych cieczy eksploatacyjnych. Temperatura otoczenia nie wpływa na wynik pomiaru. Po włączeniu stacyjki lampka kontrolna świeci przez 1,5 s, po czym gaśnie, gdy poziom oleju jest wyższy od minimalnego.

Czujniki wieloelektrodowe

Kondensator ma około dwukrotnie większą pojemność po całkowitym zanurzeniu w benzynie; wynika to z różnych przenikalności dielektrycznych paliwa i powietrza. Czujnik ma charakterystykę liniową, dostosowaną do zbiorników o kształtach prostopadłościennych. W celu otrzymania liniowej podziałki układu mierzącego poziom paliwa w zbiorniku o nieliniowej zależności między poziomem a objętością paliwa stosuje się czujniki nieliniowe. Inny sposób linearyzacji charakterystyki polega na odpowiedniej zmianie długości poszczególnych pasków przewodzących czujnika. Czujniki wieloelektrodowe mają stosunkowo dużą pojemność. Zmiana pojemności czujnika powoduje przestrojenie oscylatora na inną częstotliwość. W przypadku czujników prętowych częstotliwość oscylacji powinna wynosić 200…500 kHz, natomiast stosując czujniki wieloelektrodowe można ograniczyć częstotliwość do 5 kHz, co znacznie ułatwia konstrukcję układu pomiarowego. Zmiana pojemności Cx spowodowana zmianą pozioma paliwa powoduje rozstrojenie mostka Cu Cx, Ph.

Równowaga

Mostek jest w stanie równowagi, gdy Ci = Cx i suwak potencjometru Pj jest ustawiony w położeniu środkowym. Proporcjonalne do zmiany pojemności Cx napięcie po przekątnej suwak jest mierzone przez miliwoltomierz zbudowany na układzie scalonym MAA245. W celu uzyskania dobrej liniowości wskazań miernik włączono w gałąź sprzężenia zwrotnego. Potencjometr Pj służy do nastawienia punktu zerowego przy pustym zbiorniku, a P2 – przy pełnym. W opisanym układzie czujnik wykonano z rury mosiężnej o średnicy 15 mm i długości 250 mm (okładzina masowa). Wewnątrz rury na izolatorach zamocowano pręt o 0 1,5 mm tworzący drugą okładzinę kondensatora CX. Dołączając do wyjścia miernika układ progowy można uzyskać zapalenie lampki kontrolnej minimalnego poziomu paliwa. Zasilany stałym prądem drut oporowy jest chłodzony przez paliwo, toteż jego rezystancja jest tym mniejsza, im bardziej napełniony jest zbiornik. W celu wyeliminowania wpływu temperatury paliwa na wynik pomiaru na dnie zbiornika umieszczono rezystor kompensacyjny.